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细胞融合发现可以改善农业生产

2019-01-24 09:55:54 • 来源：

一个多世纪以来，一个国际研究小组首次在开花植物中观察到细胞融合。这一发现揭示了植物在成功受精后如何防止过度花粉管的吸引。开花植物的繁殖发生在植物的胚珠内，通过两个精子细胞对卵和较大的中央细胞进行受精。精子细胞通过花粉管进入胚珠并排入位于卵细胞旁边的两个“助细胞”细胞之一。在此过程中，助细胞死亡并退化，精子细胞迁移到卵和中央细胞。受精后，卵细胞成为胚胎，而中央细胞成为滋养胚胎的胚乳。

细胞融合发现可以改善农业生产

早期的研究发现，助细胞的作用是吸引或防止花粉管到达植物的胚珠。如果初始受精失败，则第二个助细胞吸引新的花粉管用于另一次受精尝试。在成功受精的情况下，第二种助细胞 - 也称为持久性助细胞 - 被灭活以避免多个花粉管进入胚珠。这可以防止一个以上的精子细胞对同一个卵子造成伤害，造成遗传不平衡。然而，助细胞失活背后的机制仍然未知。

新加坡，德国，沙特阿拉伯和奥地利的国际研究人员团队由名古屋大学转化生物分子研究所的Daisuke Maruyama领导，发现受精后，持续的助细胞与胚乳融合，引发其失活。据研究人员称，由于细胞壁相对坚韧，植物中的细胞间融合很少见。他们的研究仅是观察植物细胞融合的第三份报告，也是自19世纪末初期报告以来的第一次观察。

研究小组利用实时成像技术发现，由中央细胞受精诱导的细胞融合会迅速稀释持久性助细胞的内容物。同时，卵细胞的受精激活其“乙烯信号传导”途径，其降解持久性增效细胞的细胞核。结果，持久的助细胞完全丧失其吸引花粉管的能力。

Maruyama博士说，他们的发现最终可能有助于提高农业生产中植物施肥的成功率。他解释说，优化助细胞与胚乳的融合将减少成功施肥后多个花粉管被意外吸引的机会。

团队的下一步议程是探索参与助细胞和胚乳融合的分子。

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